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Conception d'une spectroscopie diélectrique dans le domaine temporel et fréquentiel pour les systèmes d'isolation en électrotechnique : applications pour les matériaux composites renforcés par des particules

Dabbagui, Abderrazak (2006). Conception d'une spectroscopie diélectrique dans le domaine temporel et fréquentiel pour les systèmes d'isolation en électrotechnique : applications pour les matériaux composites renforcés par des particules. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le présent travail porte sur les techniques de contrôle non destructif utilisés pour l'identification et le diagnostic des systèmes d'isolation en électrotechnique. Ces méthodes de contrôle sont appliquées sur des matériaux composites polymétriques. En effet, ces matériaux sont des matrices isolantes, c'est-à-dire de l'époxy pur, renforcées par des particules, notamment de carbure de silicium (SiC) et d'alumine (Al203)).

La spectroscopie temporelle est une méthode de diagnostic global accessible industriellement et qui permet d'identifier les caractéristiques liées à la dégradation globale des systèmes d'isolations en électrotechnique (enroulement des Hydro - générateurs, transformateurs, câbles de transport, polymères...) en un temps minimum et constitue un des meilleurs choix technologiques parmi les méthodes disponibles.

Pour mettre en application cette méthode, nous avons développé un prototype qui permet de lire des courants de polarisation et de dépolarisation suite à l'application d'un échelon de tension en continu sur des échantillons de matériaux composites polymétriques préparés au laboratoire des matériaux.

Les résultats obtenus sont comparés avec des mesures fréquentielles qui, bien que demandant un peu plus d'interprétation, peuvent fournir aussi des renseignements en temps réel. L'ensemble des essais expérimentaux au cours de ce travail confirme la dépendance de la taille de grain de renfort sur la constant diélectrique. Ces essais ont été comparés avec des modèles de mélange existants dans la littérature. Ces derniers ne donnent pas une bonne concordance avec les mesures expérimentales pour la permittivité complexe.

L'augmentation de la conductivité au-dessus du seuil de percolation est dépendante du nombre de contacts de grain-à-grain de particules de renfort.

Mots clefs: système d'isolation, composite renforcé par des particules, permittivité complexe, conductivité électrique.

Titre traduit

Spectroscopy dielectric in the field temporal and frequentielle for the system of insulation in electrical engineering: applications for composite materials reinforced by particles

Résumé traduit

This work concerns the techniques of non destructive testing used for the identification and the diagnosis of insulation systems in electrical engineering. These control methods are applied to polymeric composite materials. Indeed, these materials are insulating matrices of pure epoxy reinforced by particles, silicon carbide (SiC) and alumina (Al2O3).

The temporal spectroscopy is a method of diagnosis accessible industrially and making possible to identify the characteristics related to the total degradation of the insulations systems in electrical engineering (Hydro - generators, transformers, transport and distribution cables, polymers ... ) in a minimum time and constitutes one of the best technological choice among those available.

To apply this method, we developed a prototype which makes possible to read currents of polarization and depolarization based on the technique of superposition following the application of step voltage on samples of polymeric composite materials prepared in the laboratory. The results obtained are compared with frequency domain measurements which, although requiring a little more interpretation, can also provide information in real time.

All the experimental tests of this work confirm the dependence of the reinforcement size of grain on the dielectric constant. These tests were compared with some models existing in the literature which did not give a good agreement for the complex permittivity.

The increase in conductivity above the threshold of percolation is mainly related to the increase of the number of grain-to-grain contact of reinforced particles.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie". Bibliogr.: f. [215]-221. Chap. 1. Résumé de lecture -- Chap. 2. Matériaux diélectriques -- Chap. 3. Mesures diélectriques -- Chap. 4. Caractérisations électriques de matériaux composites -- Chap. 5. Conception du système de mesure -- Chap. 6. Résultats des mesures -- Chap. 7. Modélisation des résultats.
Mots-clés libres: Application, Complexe, Compose, Composite, Conception, Conductivite, Dielectrique, Electrique, Electrotechnique, Isolation, Renforce, Materiau, Particule, Permittivite, Spectroscopie, Systeme
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
David, Éric
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 04 mars 2011 21:23
Dernière modification: 06 déc. 2014 01:56
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/489

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